外周CB1受体抑制通过独立于肠–脑迷走轴的机制调节肥胖中的食物摄入与代谢效率

《British Journal of Pharmacology》：Inhibition of peripheral CB1 receptors modulates food intake and metabolic efficiency in obesity independently of the gut–brain vagal axis

　　

背景与目的

肥胖涉及神经环路、神经内分泌通讯以及内源性大麻素系统（ECS）的深刻紊乱。尽管对大麻素CB1受体进行全身性阻断可改善代谢，但其临床应用受到神经精神不良反应的限制。外周限制性CB1受体拮抗剂提供了更安全的替代方案，但介导其作用的神经通路，尤其是肠–脑迷走轴，仍不明确。

实验方法

研究人员在瘦体型和饮食诱导性肥胖（DIO）小鼠中，评估了JD5037与AM6545对外周CB1受体抑制所产生的代谢和神经效应。采用间接测热法测定代谢参数，并通过cFos免疫反应性绘制神经元激活图谱。利用膈下迷走神经切断术（SDV）以及胆囊收缩素（CCK）和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体拮抗剂，检验迷走信号传导的参与情况。

关键结果

外周CB1受体抑制在DIO小鼠中而非瘦体型小鼠中抑制食物摄入，并使营养底物分配转向脂肪酸氧化。肥胖上调了结节神经节中的CB1受体表达。在DIO小鼠中，外周CB1受体抑制显著激活了与饱腹相关的脑干核团［孤束核（NTS）、极后区（AP）、臂旁核（PBN）］以及下丘脑核团［弓状核（ARC）和室旁核（PVN）］。SDV消除了脑干激活，但未能削弱下丘脑募集，也未削弱厌食效应及代谢获益。CCK或GLP-1受体拮抗剂均未阻止JD5037的摄食抑制作用。

结论与意义

研究结果揭示了一个双机制模型：迷走通路介导脑干募集，而下丘脑募集及代谢改善则通过非迷走依赖性信号发生。因此，外周限制性CB1受体拮抗剂可间接募集中枢稳态环路，这支持其即使在迷走信号受损条件下仍具有治疗肥胖的潜力。

该研究发表于《British Journal of Pharmacology》，聚焦外周限制性大麻素CB1受体拮抗在肥胖中的代谢调控机制，核心问题是：外周CB1受体抑制为何能改善肥胖相关代谢异常，以及这一效应是否依赖肠–脑迷走轴。既往研究已表明，肥胖是一种伴随正能量平衡、摄食模式异常、脂肪过度蓄积和系统性代谢紊乱的复杂疾病，同时常合并2型糖尿病、心血管疾病和非酒精性脂肪性肝病等并发症。随着研究深入，神经元网络失衡、机体与脑之间通讯异常以及内源性大麻素系统（ECS）的慢性过度激活，被认为是肥胖发生发展的重要基础。CB1受体在中枢和外周均有表达，其中外周CB1受体激活可促进脂质生成、损害胰岛素敏感性并影响胃肠运动与分泌，因此成为极具吸引力的抗肥胖药物靶点。

然而，早期兼具中枢和外周作用的CB1受体反向激动剂虽然能够减重并改善代谢，却因焦虑、抑郁等神经精神不良反应而限制了临床转化。为此，不穿越血脑屏障的外周限制性CB1受体拮抗剂或反向激动剂被开发出来，并在临床前研究中显示出减重、改善糖耐量、促进产热和减轻肝脂肪变等多种获益。尽管如此，外周CB1受体抑制如何将外周信号传递至中枢、尤其是否通过肠–脑迷走轴介导摄食和代谢改变，仍缺乏清晰证据。阐明迷走依赖与迷走非依赖机制，不仅关系到药理学机制解释，也关系到这类药物在迷走功能受损患者中的适用性，因此该研究具有明确的理论和转化意义。

研究人员围绕这一问题，在正常瘦体型和高脂饮食诱导性肥胖（DIO）小鼠中，系统评估了外周CB1受体抑制对摄食、底物利用、能量消耗以及中枢神经核团激活的影响。研究结论表明，外周CB1受体抑制具有显著的代谢状态依赖性：在肥胖而非瘦体型条件下，JD5037和AM6545能够抑制食物摄入，降低呼吸交换率（RER），提高脂肪酸氧化（FAO），但并不显著改变能量消耗（EE）。此外，肥胖状态上调结节神经节中的Cnr1表达，提示迷走传入神经对内源性大麻素信号更加敏感。更重要的是，外周CB1受体抑制可同时招募脑干与下丘脑饱腹相关核团，但两者依赖不同通路：脑干募集依赖迷走神经完整性，而下丘脑募集及行为—代谢获益则不依赖迷走轴。由此，论文提出“迷走依赖脑干激活＋迷走非依赖下丘脑与代谢调节”的双通路模型，为外周CB1受体靶向治疗肥胖提供了新的机制框架。

本研究主要采用以下关键技术方法：研究对象为8–12周龄雄性C57BL/6J小鼠，包括普通饲料组与高脂饮食诱导性肥胖组；通过间接测热系统连续监测食物摄入、RER、FAO、EE和活动度；采用cFos免疫荧光标记评估孤束核（NTS）、极后区（AP）、臂旁核（PBN）、下丘脑弓状核（ARC）和室旁核（PVN）的神经元激活；通过膈下迷走神经切断术（SDV）验证迷走通路作用；以实时定量逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测结节神经节Cnr1表达；结合公开转录组数据集GSE138651进行结节神经节感觉神经元转录组再分析；并辅以CCK受体和GLP-1受体药理学阻断实验。

在结果部分，论文首先在“3.1 外周CB1受体抑制的代谢效应取决于代谢状态”中证明，外周限制性CB1受体反向激动剂JD5037在瘦体型小鼠中，即使采用3、6、10 mg·kg^?1递增剂量，也不影响食物摄入、RER、FAO或EE，说明在生理状态下外周CB1受体抑制并不明显改变能量稳态。相反，在高脂饮食诱导肥胖小鼠中，JD5037显著降低食物摄入，并促使营养底物利用从碳水化合物氧化转向脂质氧化，表现为RER下降和FAO升高，但EE与自发活动无明显变化。再馈食条件下，这种厌食作用依然仅见于肥胖组。采用另一种外周限制性CB1受体拮抗剂AM6545也获得了相似结果，进一步加强了该效应的稳健性。该部分结果说明，外周CB1受体拮抗的代谢与摄食效应并非普遍存在，而是依赖肥胖相关的病理性ECS高张力背景。

在“3.2 外周CB1受体抑制以代谢状态依赖方式通过肠–脑迷走轴激活促饱腹脑干核团”中，研究人员进一步探讨外周药理干预是否诱导中枢饱腹环路激活。利用cFos免疫反应性检测发现，JD5037仅在肥胖小鼠中显著增加NTS、AP和PBN中的cFos阳性细胞数，而在普通饲料瘦体型小鼠中无此现象，提示外周CB1受体抑制可在肥胖状态下激活由外周传向脑的饱腹神经通路。随后，研究人员通过公开转录组数据再分析发现，结节神经节Phox2b阳性感觉神经元高度富集Cnr1，约99%的迷走神经元共表达Cnr1；RT-PCR进一步证实高脂饮食小鼠结节神经节中Cnr1表达上调。最后，采用SDV模型发现，在接受膈下迷走神经切断的肥胖小鼠中，JD5037不再诱导NTS、AP和PBN的强烈cFos激活。由此可见，外周CB1受体抑制对脑干饱腹核团的募集依赖完整的肠–脑迷走传入。

在“3.3 肠–脑迷走轴对外周CB1R抑制的代谢效应并非必需”中，文章提出了一个关键分离现象：尽管脑干神经激活依赖迷走轴，但代谢和摄食效应并不依赖迷走轴。研究人员在ShamHFD与SDVHFD小鼠中比较JD5037反应，在光照期撤食条件下，JD5037对RER、FAO和EE均无影响，说明摄食行为本身是代谢底物转移显现的重要前提。恢复供食后，JD5037不仅在ShamHFD小鼠中降低食物摄入，也在SDVHFD小鼠中同样降低食物摄入；同时，RER下降和FAO升高在两组中均存在，而EE仍无显著变化。这表明，即使切断膈下迷走神经，外周CB1受体抑制仍能保留厌食和促脂肪氧化效应。为进一步排除肠源内分泌迷走机制，研究人员联合给予CCK受体拮抗剂devazepide或GLP-1受体拮抗剂exendin-(9-39)，结果均未逆转JD5037的摄食抑制作用。该部分证据共同表明，肠–脑迷走轴及CCK、GLP-1介导的经典肠源信号并不是外周CB1受体抑制产生代谢获益的必要条件。

在“3.4 外周CB1受体抑制以代谢状态依赖但迷走非依赖方式激活促饱腹下丘脑核团”中，研究进一步将焦点转向下丘脑。cFos检测显示，JD5037在肥胖小鼠中而非瘦体型小鼠中显著激活PVN和ARC，说明外周CB1受体抑制同样能够招募关键的下丘脑稳态摄食中枢。与脑干不同的是，SDV并未削弱JD5037对PVN和ARC的激活，提示下丘脑募集通过迷走非依赖机制实现。研究人员还使用外周交感阻断剂nadolol、sotalol以及外周胆碱能拮抗剂glycopyrrolate进行药理学干预，结果均未改变JD5037所致摄食下降，说明这一通路也不依赖经典自主神经系统传出调节。基于此，作者认为，肥胖状态下外周CB1受体抑制可通过尚待鉴定的体–脑通讯途径影响下丘脑，从而驱动摄食抑制和代谢改善。

讨论部分强调，该研究最重要的贡献在于明确了外周CB1受体抑制作用的“状态依赖性”和“通路分离性”。一方面，药物效应仅在肥胖背景下显现，提示外周ECS在病理状态下处于高活化状态，药物敏感性也随之升高。结节神经节Cnr1上调支持肥胖可重塑迷走传入神经的内源性大麻素响应性。另一方面，脑干与下丘脑对外周CB1受体抑制的募集机制不同：脑干激活依赖迷走神经，但摄食抑制、脂肪酸氧化增强和下丘脑激活均不需要迷走轴，提示存在替代性的体–脑信号传导机制。论文据此提出双通路模型：其一是迷走依赖性的脑干神经激活通路；其二是迷走非依赖性的稳态与代谢调节通路，可能涉及脂肪组织、肝脏等外周器官释放循环介质，最终作用于下丘脑。该模型在机制上协调了“外周限制性药物”与“中枢核团被激活”之间的关系，也解释了为何在迷走功能受损时仍可保留抗肥胖代谢获益。

论文结论部分可译为：研究结果揭示了一种双机制模型：迷走通路介导脑干环路募集，而下丘脑募集及代谢改善则通过迷走非依赖性信号实现。因此，外周限制性CB1受体拮抗剂能够间接调动中枢稳态环路，这支持其即使在迷走信号受损的条件下，仍具有治疗肥胖的潜在价值。总体而言，该研究通过行为学、代谢学、神经解剖学和分子表达证据，系统证明了外周CB1受体抑制在肥胖中的抗摄食和促脂质氧化作用并不依赖完整的肠–脑迷走轴，从而为外周ECS靶向抗肥胖治疗提供了更精细的神经机制依据。